Name: generating acute and chronic experimental models of motor tic expression in rats
Uploaded: 2021-05-27T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generating Acute and Chronic Experimental Models of Motor Tic Expression in Rats at JoVE.com

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענק של הקרן הלאומית למדע (ISF) (297/18). המחברים מודים למ' ברונפלד על הקמת מודל המכרסמים החריף ולמר ישראלשווילי על דבריה.

כל ההליכים אושרו ומפוקחים על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים ודבקו במדריך הלאומי לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה ובהנחיות אוניברסיטת בר-אילן לשימוש ולטיפול בחיות מעבדה במחקר. פרוטוקול זה אושר על ידי הוועדה הלאומית לניסויים בבעלי חיים במעבדה במשרד הבריאות.
ה...

<ol>
	<li>American Psychiatric Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DSM-5.">DSM-5.</a> American Psychiatric Association. , (2013).</li><li>Peterson, B. S., Leckman, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+temporal+dynamics+of+tics+in+Gilles+de+la+Tourette+syndrome.">The temporal dynamics of tics in Gilles de la Tourette syndrome.</a> Biol.Psychiatry. 44, 1337-1348 (1998).</li><li>Ganos, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+somatotopy+of+tic+inhibition:+where+and+how+much.">The somatotopy of tic inhibition: where and how much.</a> Movement Disorders. , (2015).</li><li>Barnea, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subjective+versus+objective+measures+of+tic+severity+in+Tourette+syndrome+-+The+influence+of+environment.">Subjective versus objective measures of tic severity in Tourette syndrome - The influence of environment.</a> Psychiatry Research. 242, 204-209 (2016).</li><li>Silva, R. R., Munoz, D. M., Barickman, J., Friedhoff, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Factors+and+Related+Fluctuation+of+Symptoms+in+Children+and+Adolescents+with+Tourette's+Disorder.">Environmental Factors and Related Fluctuation of Symptoms in Children and Adolescents with Tourette's Disorder.</a> Journal of Child Psychology and Psychiatry. 36 (2), 305-312 (1995).</li><li>Rothenberger, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+and+Tourette+syndrome.">Sleep and Tourette syndrome.</a> Advances in Neurology. 85, 245-259 (2001).</li><li>Conelea, C. a., Woods, D. W., Brandt, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+a+stress+induction+task+on+tic+frequencies+in+youth+with+Tourette+Syndrome.">The impact of a stress induction task on tic frequencies in youth with Tourette Syndrome.</a> Behaviour Research and Therapy. 49 (8), 492-497 (2011).</li><li>Ganos, C., Rothwell, J., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+inhibitory+motor+control+over+involuntary+tic+movements.">Voluntary inhibitory motor control over involuntary tic movements.</a> Movement Disorders. 33 (6), 937-946 (2018).</li><li>Yael, D., Vinner, E., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+tic+disorders.">Pathophysiology of tic disorders.</a> Movement Disorders. 30 (9), 1171-1178 (2015).</li><li>Kurvits, L., Martino, D., Ganos, C., Eddy, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Features+That+Evoke+the+Concept+of+Disinhibition+in+Tourette+Syndrome.">Clinical Features That Evoke the Concept of Disinhibition in Tourette Syndrome.</a> Frontiers in Psychiatry. 11, 1-10 (2020).</li><li>Mink, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basal+ganglia+dysfunction+in+Tourette's+syndrome:+a+new+hypothesis.">Basal ganglia dysfunction in Tourette's syndrome: a new hypothesis.</a> Pediatric Neurology. 25, 190-198 (2001).</li><li>Bronfeld, M., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tic+disorders:+what+happens+in+the+basal+ganglia.">Tic disorders: what happens in the basal ganglia.</a> The Neuroscientist. 19 (1), 101-108 (2013).</li><li>Tarsy, D., Pycock, C. J., Meldrum, B. S., Marsden, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+contralateral+myoclonus+produced+by+inhibition+of+GABA+action+in+the+caudate+nucleus+of+rats.">Focal contralateral myoclonus produced by inhibition of GABA action in the caudate nucleus of rats.</a> Brain. 101 (1), 143-162 (1978).</li><li>Crossman, A. R., Mitchell, I. J., Sambrook, M. A., Jackson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chorea+and+Myoclonus+in+the+Monkey+Induced+By+Gamma-Aminobutyric+Acid+Antagonism+in+the+Lentiform+Complex.">Chorea and Myoclonus in the Monkey Induced By Gamma-Aminobutyric Acid Antagonism in the Lentiform Complex.</a> Brain. 111 (5), 1211-1233 (1988).</li><li>McCairn, K. W., Bronfeld, M., Belelovsky, K., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurophysiological+correlates+of+motor+tics+following+focal+striatal+disinhibition.">The neurophysiological correlates of motor tics following focal striatal disinhibition.</a> Brain. 132 (8), 2125-2138 (2009).</li><li>Worbe, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+movement+disorders+induced+by+local+inhibitory+dysfunction+in+primate+striatum.">Behavioral and movement disorders induced by local inhibitory dysfunction in primate striatum.</a> Cerebral Cortex. 19 (8), 1844-1856 (2009).</li><li>Pogorelov, V., Xu, M., Smith, H. R., Buchanan, G. F., Pittenger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticostriatal+interactions+in+the+generation+of+tic-like+behaviors+after+local+striatal+disinhibition.">Corticostriatal interactions in the generation of tic-like behaviors after local striatal disinhibition.</a> Experimental Neurology. 265, 122-128 (2015).</li><li>Bronfeld, M., Yael, D., Belelovsky, K., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+tics+evoked+by+striatal+disinhibition+in+the+rat.">Motor tics evoked by striatal disinhibition in the rat.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 7, 50 (2013).</li><li>Vinner, E., Israelashvili, M., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+striatal+disinhibition+as+a+chronic+animal+model+of+tic+disorders.">Prolonged striatal disinhibition as a chronic animal model of tic disorders.</a> Journal of Neuroscience Methods. 292, 20-29 (2017).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. 6, (2007).</li><li>Flecknell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analgesia+and+Post-Operative+Care.">Analgesia and Post-Operative Care.</a> Laboratory Animal Anaesthesia. , (2016).</li><li>Israelashvili, M., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticostriatal+divergent+function+in+determining+the+temporal+and+spatial+properties+of+motor+tics.">Corticostriatal divergent function in determining the temporal and spatial properties of motor tics.</a> Journal of Neuroscience. 35 (50), 16340-16351 (2015).</li><li>Bronfeld, M., Belelovsky, K., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+temporal+properties+of+tic-related+neuronal+activity+in+the+cortico-basal+ganglia+loop.">Spatial and temporal properties of tic-related neuronal activity in the cortico-basal ganglia loop.</a> Journal of Neuroscience. 31 (24), 8713-8721 (2011).</li><li>McCairn, K. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Primary+Role+for+Nucleus+Accumbens+and+Related+Limbic+Network+in+Vocal+Tics.">A Primary Role for Nucleus Accumbens and Related Limbic Network in Vocal Tics.</a> Neuron. 89 (2), 300-307 (2016).</li><li>Rizzo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aripiprazole+Selectively+Reduces+Motor+Tics+in+a+Young+Animal+Model+for+Tourette's+Syndrome+and+Comorbid+Attention+Deficit+and+Hyperactivity+Disorder.">Aripiprazole Selectively Reduces Motor Tics in a Young Animal Model for Tourette's Syndrome and Comorbid Attention Deficit and Hyperactivity Disorder.</a> Frontiers in Neurology. 9, 1-11 (2018).</li><li>Vinner, E., Matzner, A., Belelovsky, K., Bar-gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociation+of+tic+expression+from+its+neuronal+encoding+in+the+striatum+during+sleep.">Dissociation of tic expression from its neuronal encoding in the striatum during sleep.</a> bioRxiv. , (2020).</li><li>Webster, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortico-striate+interrelations+in+the+albino+rat.">Cortico-striate interrelations in the albino rat.</a> Journal of Anatomy. 95, 532-544 (1961).</li><li>Ebrahimi, A., Pochet, R., Roger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topographical+organization+of+the+projections+from+physiologically+identified+areas+of+the+motor+cortex+to+the+striatum+in+the+rat.">Topographical organization of the projections from physiologically identified areas of the motor cortex to the striatum in the rat.</a> Neuroscience Research. 14, 39-60 (1992).</li><li>Brown, L. L., Sharp, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+mapping+of+rat+striatum:+somatotopic+organization+of+sensorimotor+activity.">Metabolic mapping of rat striatum: somatotopic organization of sensorimotor activity.</a> Brain Research. 686, 207-222 (1995).</li><li>Brown, L. L., Smith, D. M., Goldbloom, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organizing+principles+of+cortical+integration+in+the+rat+neostriatum:+Corticostriate+map+of+the+body+surface+is+an+ordered+lattice+of+curved+laminae+and+radial+points.">Organizing principles of cortical integration in the rat neostriatum: Corticostriate map of the body surface is an ordered lattice of curved laminae and radial points.</a> Journal of Comparative Neurology. 392 (4), 468-488 (1998).</li><li>Yael, D., Tahary, O., Gurovich, B., Belelovsky, K., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disinhibition+of+the+nucleus+accumbens+leads+to+macro-scale+hyperactivity+consisting+of+micro-scale+behavioral+segments+encoded+by+striatal+activity.">Disinhibition of the nucleus accumbens leads to macro-scale hyperactivity consisting of micro-scale behavioral segments encoded by striatal activity.</a> The Journal of Neuroscience. , 3120 (2019).</li><li>Obeso, J. A., Rothwell, J. C., Marsden, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spectrum+of+cortical+myoclonus.+From+focal+reflex+jerks+to+spontaneous+motor+epilepsy.">The spectrum of cortical myoclonus. From focal reflex jerks to spontaneous motor epilepsy.</a> Brain. 108, 124-193 (1985).</li><li>Bronfeld, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bicuculline-induced+chorea+manifests+in+focal+rather+than+globalized+abnormalities+in+the+activation+of+the+external+and+internal+globus+pallidus.">Bicuculline-induced chorea manifests in focal rather than globalized abnormalities in the activation of the external and internal globus pallidus.</a> Journal of Neurophysiology. 104 (6), 3261-3275 (2010).</li></ol>

בכתב יד זה, פירטנו את הפרוטוקולים של המודלים החריפים וה הכרוניים לאיחוי טיק בחולדה שמתנהגת בחופשיות. פרוטוקולים אלה מתארים את הכנת כל הרכיבים, הניתוח ואת התהליך הניסיוני אשר ניתן להתאים להתאמה אישית כדי לענות על צרכי מחקר ספציפיים. העיקרון העיקרי שבבסיס מודלים אלה הוא יישום מקומי ישיר של ...

טיקים הם הסימפטום המגדיר של תסמונת טורט (TS) והפרעות טיק אחרות. טיקים מתוארים כתנועות פתאומיות, מהירות, חוזרות ונשנות (טיקים מוטוריים), או ניקוד (טיקים קוליים)1. ביטוי טיק משתנה בדרך כלל בזמן (תדירות)2 ומרחבי (אינטנסיביות, מיקום הגוף)3 מאפיינים על פני סולמות זמן מרובים (שעות, ימים, חודשים, ושנים). שינויים אלה מושפעים מגורמים שונים, כגון תכונות סביבתיות4,5, מצבים התנהגותיים6,7, ודיכוי מרצון וזמני8.
למרות המנגנון העצבי השולט טיקים מוטוריים עדיין לא מובן לחלוטין, מספר גדל והולך של מחקרים תיאורטיים וניסיוניים סיפקו ראיות חדשות על טבעו9. כיום, הפתופיזיולוגיה של דור הטיק נחשבת כרוכה בלולאה הגרעינית הקורטיקו-בסיסית (CBG), ובמיוחד קשורה לעיכוב חריג של הסטריאטום, גרעין הקלט העיקרי של הגרעינים הבסיסיים10,11,12. מחקרים קודמים מכרסמים ופרימטים הראו כי הסטריאטום יכול להיות מנוכה על ידי יישום מקומי של אנטגוניסטים שונים גאבאA, כגון bicuculline ו picrotoxin13,14,15,16,17,18. התערבות פרמקולוגית זו מובילה לביטוי טיק מוטורי חולף בצד הנגדי להזרקה, ובכך ליצור מודל אקוטי חזק של הפרעות טיק עם פנים ולבנות תוקף. המודל החריף הוא פשוט כדי לגרום ומאפשר ללמוד את ההשפעות של אפנון לטווח קצר כגון גירוי חשמלי ואופטי במקביל הקלטות אלקטרופיזיולוגיות ו קינמטיות לפני, במהלך ואחרי ביטוי טיק. עם זאת, המודל החריף מוגבל לתקופת הזמן הקצרה שלאחר ההזרקה. בהתבסס על המודל החריף, הצענו לאחרונה מודל כרוני של דור טיק בחולדות המשתמש עירוי ממושך, קבוע של bicuculline כדי striatum באמצעות משאבה מיני אוסמוטית מושתל תת עורית19. מודל זה מאריך את התקופה של ביטוי טיק למספר ימים/שבועות. שחרור מתמיד של bicuculline על פני תקופה ארוכה של זמן מאפשר בדיקה של ההשפעות של מגוון רחב של גורמים כגון טיפולים תרופתיים מצבים התנהגותיים על ביטוי טיק.
כאן, אנו מציגים פרוטוקולים ליצירת מודלים אקוטיים וכרוניים של ביטוי טיק בחולדות. כפונקציה של שאלת המחקר הספציפית, הפרוטוקולים מאפשרים כוונון עדין של הפרמטרים כולל השתלה חד צדדית לעומת דו-צדדית, אתר הטיקים (על פי הארגון הסומטוטופי של הסטריאטום)18 וזווית השתיל-קנולה (בהתאם למיקום של מכשירים מושתלים נוספים). השיטה המשמשת במודל הכרוני מבוססת בחלקה על מוצרים מסחריים אך עם התאמות קריטיות שיתאימו לדגם הטיק. מאמר זה מפרט את ההתאמות הדרושות להתאמה אישית של דגמי טיק אלה.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anchor screws</td>
			<td>Micro Fasteners</td>
			<td>SMPPS0002</td>
			<td>#0 x 1/8 - Pan Head Sheet Metal Screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bicuculline methiodide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>14343</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate (CA) accelerator</td>
			<td>Zap</td>
			<td>PT29</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate (CA) glue</td>
			<td>BSI</td>
			<td>IC-2000</td>
			<td>This glue was found to be stronger than others</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement</td>
			<td>Coltene</td>
			<td>H00322</td>
			<td>Hygenic Perm Repair Material Reline Resin Self Cure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glue gel</td>
			<td>Loctite</td>
			<td></td>
			<td>Ultra Gel Control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostat</td>
			<td>WPI</td>
			<td>501242</td>
			<td>Any hemostat sized approximately 14 cm would be sufficient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypo-tube, extra-thin wall 25G</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>HTX-25X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypo-tube, regular wall 22G</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>HTX-22R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypo-tube, regular wall 30G</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>HTX-30R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion pump machine</td>
			<td>New Era Pump Systems</td>
			<td>NE-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini-osmotic pump</td>
			<td>ALZET</td>
			<td>2001</td>
			<td>1.0&#181;l per hour, 7 days</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE compatible adhesive</td>
			<td>CEYS</td>
			<td></td>
			<td>Special difficult plastics (suitable for PE)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE-10 Catheter Tubing</td>
			<td>ALZET</td>
			<td>PE-10</td>
			<td>ID = 0.28mm, OD = 0.61mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision glass microsyringe, 10&#181;l</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80065</td>
			<td>1701 RNR 10&#181;l syr (22s/51/3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue adhesive</td>
			<td>3M</td>
			<td>1469Sb</td>
			<td>Vetbond</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing-adapter</td>
			<td>CMA</td>
			<td>3409500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon micro bore tubing, 0.02 inch ID * 0.06 OD</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>TND80-020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire 0.005-inch</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>GWX-0050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire 0.013-inch</td>
			<td>Component supply company</td>
			<td>GWX-0130</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generating acute and chronic experimental models of motor tic expression in rats

טיקים מוטוריים הם תנועות פתאומיות, מהירות, חוזרות ונשנות שהן הסימפטומים העיקריים של תסמונת טורט והפרעות טיק אחרות. הפתופיזיולוגיה של דור הטיק קשורה לעיכוב חריג של הגרעינים הבסיסיים, במיוחד מבנה הקלט העיקרי שלה, הסטריאטום. במודלים של בעליחיים של מכרסמים ופרימטים שאינם אנושיים, יישום מקומי של גאבא אנטגוניסטים, כגון bicuculline ו picrotoxin, לתוך החלקים המוטוריים של הסטריאטום גורם disinhibition המקומי וכתוצאה מכך ביטוי של טיקים מוטוריים.
כאן, אנו מציגים מודלים אקוטיים וכרוניים של טיקים מוטוריים בחולדות. במודל החריף, microinjections bicuculline דרך קנולה מושתל בסטריאטום הגב לעורר את הביטוי של טיקים שנמשך פרקי זמן קצרים של עד שעה. המודל הכרוני הוא חלופה המאפשרת הארכה של ביטוי טיק לתקופות של מספר ימים או אפילו שבועות, תוך שימוש עירוי מתמשך של bicuculline באמצעות משאבה מיני עורית.
המודלים מאפשרים לחקור את המנגנונים ההתנהגותיים והנוירונים של דור הטיק לאורך מסלול הגרעינים הקורטיקו-בזל. המודלים תומכים בהשתלת מכשירי הקלטה וגירוי נוספים בנוסף לקאנולות ההזרקה, ובכך מאפשרים מגוון רחב של שימושים כגון גירוי חשמלי ואופטי והקלטות אלקטרופיזיולוגיות. לכל שיטה יתרונות וחסרונות שונים: המודל החריף מאפשר השוואה בין תכונות התנועה הקינטמטיות לבין השינויים האלקטרופיזיולוגיים המתאימים לפני, במהלך ואחרי ביטוי טיק וההשפעות של מאפננים לטווח קצר על ביטוי טיק. מודל אקוטי זה הוא פשוט להקים; עם זאת, הוא מוגבל לתקופה קצרה של זמן. המודל הכרוני, אף שהוא מורכב יותר, הופך את המחקר של דינמיקת טיק והשפעות התנהגותיות על ביטוי טיק על פני תקופות ממושכות. לפיכך, סוג השאילתה האמפירית מניע את הבחירה בין שני מודלים משלימים אלה של ביטוי טיק.

פרוטוקולים ליצירת מודלים אקוטיים וכרוניים עבור אינדוקציה טיק בחולדות הוצגו לעיל. הפרוטוקולים מכסים את ההכנה המלאה לניתוחים ולניסויים (איור 1 לדגם החריף, איור 2 לדגם הכרוני). היישום של bicuculline לתוך האזורים המוטוריים של הסטריאטום תוצאות הביטוי של טיקים מוטורי...

Watch this Scientific Journal Video about Generating Acute and Chronic Experimental Models of Motor Tic Expression in Rats at JoVE.com

Generating Acute and Chronic Experimental Models of Motor Tic Expression in Rats

אנו מציגים פרוטוקולים ליצירת מודלים ניסיוניים אקוטיים וכרוניים של ביטוי טיק בחולדות שמתנהגות בחופשיות. הדגמים מבוססים על השתלת קנולה סטריאטלית ויישום אנטגוניסט גאבא עוקב. המודל החריף משתמש בזריקות ארעיות ואילו המודל הכרוני משתמש בחליטות ממושכות באמצעות משאבה מיני-אוסמוטית מושתלת תת עורית.

יצירת מודלים ניסיוניים אקוטיים וכרוניים של ביטוי טיק מוטורי בחולדות

Motor tics are sudden, rapid, recurrent movements that are the key symptoms of Tourette syndrome and other tic disorders. The pathophysiology of tic ...

פרוטוקול זה מתאר מודל ניסיוני ייחודי של הפרעות טיק על ידי פריסת השיטה לגרימת טיקים מוטוריים בחולדה שמתנהגת בחופשיות, באופן חולף או כרוני. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא מתארת את המודל הזמין היחיד של ביטוי טיק, אשר נעשה שימוש נרחב ללמוד תסמונת טורט והפרעות טיק אחרות. הדגמה חזותית מבהירה את התהליך המורכב של הכנת מכשיר בהתאמה אישית וניתוח השתלה.מי שידגימו את ההליך יהיו אסתר וינר, סטודנטית לתואר שני מהמעבדה שלי, וקטיה בלובסקי, מנהלת המעבדה. כדי להתחיל, להכין צינורית שתל על ידי חיתוך 25 מד היפוטובה נירוסטה חוט פנימי דמה 0.013 אינץ'. הכנס חוט דמה זה לתוך הצינורית השתל עד שהוא מגיע לסוף לכופף את החוט עודף.ואז לחתוך צינור מיקרובור פולימר גמיש 70 ס"מ כדי להכין את המזרק. הכן צינורית הזרקה על ידי חיתוך hypotube נירוסטה 30 מד עם כלי סיבובי. הכנס שלושה מילימטרים של צינור הזרקה זה לתוך צינור גמיש, ולהדביק את המפרק ביניהם כדי לקבל מזרק.בעת ביצוע הניתוח, החלק את צינורית השתל על מחזיק הצינורית והורד אותו עד ליעד ההשתלה במוחו של החולדה. חבר את הצינורית המושתלת לגולגולת החולדה על ידי החלת מלט דנטלי. הכנס את הבובה המוכנה לתוך הצינורית שתל זה לכסות את כל השתלים על ידי החלת מלט שיניים על שאר אזור הגולגולת.כדי לבצע את microinjection, לצרף את המזרק microsyringe זכוכית דיוק מלא bicuculline ולהגדיר את ההגדרות לקצב של 0.35 microliters לדקה ונפח כולל של 0.35 microliters. שים את החולדה בכלוב הניסוי. מוציאים את הבובה ומכניסים את המזרק לתוך הצינורית המושתלת עד הסוף.הפעל את מכונת משאבת העירוי ועקוב אחר זמני החניכה והסיום של טיק באמצעות סטופר. לאחר דקה אחת של הזרקה, להסיר את המזרק ולאט לאט להחזיר את הבובה. הכן מדריך קנולה על ידי חיתוך 12 מילימטר 25 מד היפוטובה נירוסטה קנולה עירוי על ידי חיתוך 30 מד היפוטובה נירוסטה.הכנס חוט בקוטר 0.005 אינץ' לתוך הצינורית לכופף אותו לצורת L במיקום המיועד. לאחר מכן, הכינו צינורות קטטר גמישים על ידי חיתוך צינור פוליאתילן PE10 באורך שמונה סנטימטרים. הסר את החוט הפנימי מן הצינורית, להדביק את מדריך הצינורית על חפיפה שלושה מילימטר ליד החלק הכפוף של הצינורית באמצעות דבק cyanoacrylate ומאיץ.לאחר מכן הכנס את החלק האופקי של הצינורית לעירוי על צינורות הקטטר. הוצא את המכסה השקוף של מנחה זרימת המשאבה. לטבול את מתאם צינורות ב 70% אלכוהול ולחבר אותו לחלק הצינורית הקצרה של מנחה הזרימה עד שהוא נוגע באגן הלבן.הכנס את צינורות הקטטר הגמישים למתאם הצינור והחזק את חלק הצינור הארוך שלו באמצעות מעמד קליפ תוך הדבקת כל החיבורים. לעטוף את המשאבה osmotic מיני עם נייר לנגב ולתקן אותו אנכית עם הפתח פונה כלפי מעלה באמצעות מעמד מחזיק קליפ. למלא את המשאבה עם aCSF באמצעות מזרק עם מחט קהה 27 מד, דואג למנוע כניסת אוויר.למלא את החלק קנולה ארוכה של צינור עירוי עם aCSF באמצעות מזרק עם מחט קהה 27 מד. ותכניס אותו למשאבה. מניחים את המשאבה במזווה מלוחה לפחות ארבע עד שש שעות ב 37 מעלות צלזיוס.צור כיס תת עורי בגבו של החולדה על ידי לחילופין פתיחה וסגירה של המוסטט מעוקר אלכוהול מתחת לעור דרך קו השכם האמצעי. מוציאים את המשאבה מאמבט המים ומניחים אותה על החולדות בחזרה מכוסות במגבון נייר. החלק את מדריך הצינור קנולה של צינור העירוי על מחזיק הצינורית.החזיקו את המשאבה עם ההמוסטט והכניסו אותה בעדינות לכיס התת עורי. שתל את הצינורית בעירוי במטרה והדבק אותה לגולגולת באמצעות דבק ג'ל. לתקן את הצינורית עירוי, להבטיח כי הקטטר הוא קינקי כדי לאפשר תנועת צוואר לכסות את כל השתלים עם מלט שיניים.כדי לבצע ניתוח החלפת משאבה, להתחיל להזריק bicuculline לתוך המשאבה באמצעות מזרק עם מחט קהה 27 מד. המשך להזריק bicuculline בעת הסרת המזרק כדי למנוע אוויר מלהיכנס. הכנס את מנחה הזרימה לתוך המשאבה והנח את המשאבה במזווה מלוחים למשך ארבע עד שש שעות לפחות באמבט מים של 37 מעלות צלזיוס.בצע חתך על העור מעל המשאבה המושתלת. לשטוף את הכיס עם טמפרטורת החדר aCSF ולייבש אותו עם רפידות גזה. נתק את המשאבה המלאה ב- ACSF ממנחה הזרימה באמצעות המוסטט והשליך אותה.באופן דומה, נתק והשליך את מנחה הזרימה מהמשאבה המלאה בביקוקולין. מחברים בעדינות את המשאבה המלאה בביקוקולין למתווך הזרימה המושתל ומדביקים את קו החתך עם דבק רקמה. במודל החריף, טיקים מתחילים להופיע מספר דקות לאחר microinjection bicuculline ונמשך עשרות דקות ואז בסופו של דבר להירקב ולהפסיק.במודל הכרוני, טיקים בדרך כלל מתחילים להופיע ביום הראשון לאחר השתלת משאבה מלאה bicuculline, אשר משתנה במהלך היום והוא נצפה בבירור במהלך מצב ערות שקטה. טיקים מוטוריים יש חתימה קינמטית סטריאוטיפית שניתן לזהות אותות תאוצה וג'ירוסקופ. באופן דומה, תזמון טיק ניתן גם להעריך באמצעות אות השדות המקומיים פוטנציאל לאורך מסלול הגרעינים קורטיקו-בזל בגלל המראה של קוצים חולפים LFP משרעת גדולה.מודלים אלה אפשרו את חקר ביטוי טיק בעקבות התערבויות התנהגותיות, סביבתיות ופרמקולוגיות שונות לפרקי זמן ממושכים.

Research

JoVE Journal

Behavior

The Successive Alleys Test of Anxiety in Mice and Rats

מבחן הסמטאות הרצוף של חרדה בעכברים וחולדות

The plus-maze was derived from the early work of Montgomery. He observed that rats tended to avoid the open arms of a maze, preferring the enclosed ones.  ...

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

מגרה את השפתיים מוטור קורטקס עם גירוי מגנטי Transcranial

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

The Social Dimension of Stress: Experimental Manipulations of Social Support and Social Identity in the Trier Social Stress Test

הממד החברתי של מתח: ניסיון מניפולציות של תמיכה החברתית וזהות חברתית בחברת טרייר מתח מבחן

In many situations humans are influenced by the behavior of other people and their relationships with them. For example, in stressful situations ...

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

פרוטוקול של בדיקות ידניות למדוד Sensation וכאב בבני אדם

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

חיבור אלחוטי, ממשק דו-כיווני ההקלטה In Vivo גירוי של פעילות עצבית להתנהג בחופשיות חולדות

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

"מנוע" במנוע מרומזת רצף למידה: תגובת טורי צועד ברגל זמן פעילות

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

הרומן וראייה ומיקום אובייקט ההתנהגותי בוחן בעכברים על תקציב

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

A Task for Assessing the Impact of a Partner on the Speed and Accuracy of Motor Performance in Rats

משימה להערכת ההשפעה של שותף על מהירות ודיוק של ביצועים מוטוריים חולדות

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to ...